小動物PET/CT在腫瘤模型及療效評價方面的應(yīng)用

腫瘤學研究是小動物PET/CT分子影像技術(shù)的應(yīng)用熱點之一，包含以下重要方面：建立對腫瘤生物模型的監(jiān)測，進行腫瘤模型的篩選，以及新的藥物或治療方法的療效評價。
①腫瘤模型監(jiān)測
藥物開發(fā)過程中的體內(nèi)抗腫瘤試驗，通常需要用到動物腫瘤移植模型。腫瘤移植成功代表著腫瘤模型的成功建立。因為PET顯像不僅僅能顯示腫瘤所在位置，同時能顯示腫瘤特異性分子的表現(xiàn)和活性以及生物學過程，同時是一種無創(chuàng)可連續(xù)觀察的方法，因此小動物PET/CT是評估腫瘤模型是否已建立成功的一個重要的影像學手段。
下圖展示的，就是在腫瘤模型建立過程中使用Super Nova ®PET/CT（平生醫(yī)療）來跟蹤、觀測腫瘤模型的大小和生長情況的一個案例。

 

大鼠肝臟原位種植瘤模型建立

（三維關(guān)聯(lián)顯示腫瘤位置；注射0.4mCi FDG1h后掃描10min）
 

球形ROI勾畫獲取腫瘤

 

閾值提取高攝取FDG區(qū)域獲取腫瘤的體積
 
② 腫瘤模型篩選
由于PET/CT的無創(chuàng)成像特點，還可以用于腫瘤模型的制備的篩選。以下是某研究者在建立肺小細胞癌裸鼠模型時，使用Super Nova® PET/CT（平生醫(yī)療）進行高通量的模型篩選，觀察造模的效果，評價腫瘤模型。

 

非小細胞肺癌Zr89  PET/CT顯像

 
③ 療效評價
在腫瘤的分子生物學模型應(yīng)用中，通常要根據(jù)腫瘤細胞的特點，選擇新的分子靶點建立相應(yīng)的治療方法，或合成相應(yīng)的靶向藥物進行治療。新的藥物或治療方法的療效評價，是建立在腫瘤模型的基礎(chǔ)上來觀察的，小動物PET/CT為療效評價和腫瘤監(jiān)測提供了有效觀察方法。

發(fā)表論文：
¹³¹I -Labeled Copper Sulfide-Loaded Microspheres to Treat Hepatic Tumors via Hepatic Artery Embolization
接受雜志：Theranostics
影響因子：8.766
在該文獻中^[1]，采用小動物PET/CT的影像學手段進行分析，評價了新的腫瘤治療方法的療效。該研究制備了一種多功能診療一體化微球¹³¹I-HCuSNPs-MS-PTX，用于肝臟腫瘤的經(jīng)導(dǎo)管肝動脈栓塞微創(chuàng)治療，這種化合物結(jié)合了化學療法，放射療法和光熱療法的多重特性。Super Nova® PET/CT（平生醫(yī)療）圖像的分析結(jié)果，即是該化合物微療效法的療效評價的重要指標之一。

在研究過程中，研究者使用皮下接種的方式在供體鼠上種植Walker-256腫瘤，并通過Super Nova® PET/CT（平生醫(yī)療）的掃描觀察，監(jiān)測腫瘤的成長大小。在腫瘤達到6-8mm后，將供體鼠的腫瘤切碎成1mm³的小塊移植到受體鼠的肝臟右葉。

在受體鼠接受腫瘤移植10天后，用Super Nova® PET/CT（平生醫(yī)療）監(jiān)測腫瘤大小，當腫瘤再次長到6-8mm，通過注射微球進行治療，并在治療前及治療后1-7天，用該小動物PET/CT進行腫瘤體積的掃描觀察和SUV值分析，獲取腫瘤微創(chuàng)治療方法的療效：實驗組¹³¹I-HCuSNPs-MS-PTX加上激光治療在第一天后腫瘤對FDG的吸收就顯著下降，7天后無FDG吸收；對照組I-HCuSNPs-MS-PTX加上激光治療在1天后腫瘤對FDG的吸收下降，但是2天后迅速上升；其他不治療、或僅使用1種或2種治療特性的化合物的對照組均顯示出腫瘤的生長。

研究者認為，經(jīng)此療效評價，多功能診療一體化微球¹³¹I-HCuSNPs-MS-PTX，+Laser用于肝臟腫瘤的經(jīng)導(dǎo)管肝動脈栓塞微創(chuàng)治療，是有臨床應(yīng)用前景的。

 

大鼠肝臟腫瘤不同治療手段的小動物PET/CT影響圖

發(fā)表論文：The combined therapeutic effects of ¹³¹iodine-labeled multifunctional copper sulfide-loaded microspheres in treating breast cancer
接受雜志：Acta Pharmaceutica Sinica B
同年，研究者又使用Super Nova® PET/CT（平生醫(yī)療）觀察了此藥物和治療手段在乳腺腫瘤治療中的療效并發(fā)表了新論文^[2]。研究者將乳腺腫瘤細胞種植到大鼠（母）的第二乳房脂肪墊中，并持續(xù)觀察直到腫瘤長到5-6mm，隨后注射微球進行治療，同時與其他治療方式進行對照。在此療效評估過程中，始終使用Super Nova® PET/CT來跟進治療效果，結(jié)果顯示，¹³¹I-HCuSNPs-MS-PTX+Laser的方式對乳腺腫瘤的治療也十分有效。

 

大鼠乳腺腫瘤脂肪墊下種植，不同治療手段的PET/CT影響圖
（三維關(guān)聯(lián)顯示腫瘤位置；注射0.8mCi FDG1h后掃描10min）
 

綜述：小動物PET/CT在腫瘤學研究中已日益發(fā)揮出其重要的作用，是預(yù)臨床醫(yī)學研究的一把銳器。
 

 

小動物PET/CT設(shè)備——Super Nova® PET/CT（平生醫(yī)療）

 
附錄：
在PET/CT腫瘤學研究中，常用放射性核素標記參與生物體生理代謝的藥物或物質(zhì)，如¹⁸F 標記的¹⁸F-FDG，在葡萄糖代謝率高的腫瘤組織攝取¹⁸F-FDG后局部放射性濃度倍增，在PET影像上形成很強的對比度，這種對比度隨腫瘤惡性程度的提高而增強，在生物體活體狀態(tài)下即可對腫瘤進行監(jiān)測、分析，獲得診斷數(shù)據(jù)。以下是用于PET腫瘤研究的其他常用藥物：

 

 
注釋：
[1]. Qiufang Liu, Yuyi Qian, Panli Li, Shaoli Song, et al. 131I-Labeled Copper Sulfide-Loaded Microspheres to Treat Hepatic Tumors via Hepatic Artery Embolization[J]. Theranostics, 2018, 8(3): 785-799; (IF=8.776）
[2]. Qiufang Liu, Yuyi Qian, Panli Li, Shaoli Song, et al. The combined therapeutic effects of iodine-labeled multifunctional copper sulfide-loaded microspheres in treating breast cancer[J]. Acta Pharmaceutica Sinica B 2018;8(3):371–380
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